重庆市巴渝学校 2023-2024 学年九年级(下)入学物理试卷
一、单项选择题 (本题共 8 个小题, 每小题只有一个选项最符合题意, 每小题 3 分, 共 24 分。)
1.(2024九下·重庆市开学考)下列物理量最接近实际的是( )
A.冰箱冷冻室的温度约为 18℃ B.人体的安全电压不高于 36V
C.家用电风扇的功率约为 500W D.家用空调额定电流约为 0.1A
2.(2024九下·重庆市开学考)中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A.“渭城朝雨浥轻尘”:雨的形成是汽化现象
B.“窗含西岭千秋雪”:雪的形成是液化现象
C.“露似珍珠月似钩”:露的形成是熔化现象
D.“霜叶红于二月花”:霜的形成是凝华现象
3.(2024九下·重庆市开学考)下列说法正确的是( )
A.比热容越大的物体,吸收的热量越多
B.100℃的水变成 100℃的水蒸气,内能不变
C.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
D.水凝固成冰以后,水分子就停止了运动,所以内能为0
4.(2024九下·重庆市开学考)下列做法符合安全用电原则的是( )
A.如图甲,有人触电时,首先应该切断电源
B.如图乙,使用测电笔时手应该接触笔尖金属体
C.如图丙,只要不触碰高压电线,在高压线下钓鱼没有危险
D.如图丁,开关的塑料外壳是不带电的,可以用湿手拨动开关
5.(2024九下·重庆市开学考)如图是物理实验小组在科技节活动中展览的自动感应饮水机模型。当开关 S1闭合,指示灯亮,饮水机处于待机状态:当特制杯子放在饮水机上时,磁控开关S2自动闭合,电动机开始工作,从水桶中自动抽水进入杯子里。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(2024九下·重庆市开学考)如图所示电路的两灯泡 L1和 L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是( )
A.两灯串联 B.灯 L2更亮
C.灯 L1的电阻丝更粗 D.电流表 A2的示数为 0.5A
7.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合,然后断开 S2、S3,电压表示数和电流表示数均变小
B.开关都闭合,滑片 P 向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变大
C.只闭合 S1,滑片 P 向右移动,电压表示数和电流表示数的比值变大
D.只闭合 S1、S3,滑片 P 向左移动,电压表示数和电流表示数的乘积变大
8.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,电源电压为 4.5V,定值电阻 R 的阻值为 10Ω,电压表接入 0~3V 量程,电流表接入 0~0.6A 量程,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,闭合开关,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围为 0.3~0.6A
B.滑动变阻器阻值变化范围为 0~20Ω
C.定值电阻R电功率的范围是 0.225W~0.9W
D.该电路总功率最大值为 2.7W
二、填空、作图题(本题共7个小题, 每空1分,其作图2分, 共12分)
9.(2023九上·重庆市月考)法国物理学家 被誉为“电学中的牛顿”,用他的名字命名了电流强度的单位。意大利物理学家伏特首先发明了伏打电堆,是最早出现的化学电池,为了纪念他的贡献把他的名字作为了 的单位。
10.(2023九上·重庆市月考)如图所示是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像,若将它们串联在电路中,电路中的电流为0.15A,则电源电压为 V,若将它们并联在电压为2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
11.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以 72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 8km 时,消耗汽油 1.4kg。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为 30%,那么,在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是 J,若转化为有用功的热量全部被水吸收,可以使 kg 的水升高 50℃。[已知汽油的热值是 4.5×107J/kg,水的比热容是 4.2×103J/(kg ℃)]
12.(2024九下·重庆市开学考)节约用电,人人有责。如图甲是重庆市阶梯式电价收费政策,小言家年用电量累计达到 2000 度,则小言家的年用电费用为 元;小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作,屏幕显示如图乙所示,若电费单价为 0.5 元/kW h,则电热水器消耗的电能为 J。
13.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示。则电源电压U= V,滑片P滑到ab中点时,变阻器消耗的电功率P2= W。
14.(2022九上·汉寿期中)根据如图所示的实物连接图,在虚线框中画出相应的电路图。
15.(2024九下·重庆市开学考)请在图中连接家庭电路,要求开关控制螺口灯泡,三孔插座直接接入电路。
三、实验题(本题共3小题,16题6分,17题6分,18题8分,共20分)
16.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,小语利用甲、乙、丙三套完全相同的装置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小, 他应选择 两套装置。小明通过 (选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,则 (选填“a” 或“b”)为水的温度随时间变化的图像,若不计实验过程中的热量损失,则煤油的比热容为 J/(kg ℃)。[水的比热容为 4.2×103J/(kg ℃)]
(3)为比较不同燃料的热值,小明应选择 两套装置;小明认为该实验不能准确算出燃料的热值,原因是: 。
17.(2024九下·重庆市开学考)小睿做测量定值电阻的实验,电路如图甲所示,电源电压为 6V,滑动变阻器标有 “30Ω1A”字样,电流表接入量程为 0~0.6A。
(1)闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 ;
(2)小华将多次数据记录在表一中,有一组数据是拼凑的,它是第 组,你判断的依据是 ;
表一
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.52
(3)表一中获取第 2 组数据后,想要得到第 3 组数据,应该将变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。实验中定值电阻的阻值是 Ω;(保留一位小数)
(4)实验中要移动滑动变阻器的滑片多次测量,其目的是 。
18.(2024九下·重庆市开学考)某学习小组探究“电流的大小与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为 , 滑动变阻器规格为 “ ”。
(1)连接电路时, 开关应处于 状态, 连接 (选填 “电流表” 或“电压表”)时,不需要拆开电路,所以可以最后接入;
(2)小帆同学连好实物电路,闭合开关前滑动变阻器应处于最 (选填“左”或 “右”)端;闭合开关,发现电流表指针偏转很小,调节滑动变阻器,电压表偏转明显,电流表示数有变化,但偏转角度还是很小,则可能出现的问题是 ;
(3)小芸同学帮助他们把电路连接正确后,闭合开关 S,滑片 P 滑动到某一位置时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A;
(4)他们根据实验数据绘制了图像,丙、丁两图中能正确表示电流与电阻关系的图像是 ;
(5)实验过程中,控制定值电阻两端电压为2V,三个定值电阻分别为10Ω、20Ω、30Ω,当用20Ω电阻替换下10Ω电阻时,应该把滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,才能使电压表的指针恢复到2V;在这个实验中,小华同学觉得还可以增加一个定值电阻多做一次实验便于作图,那么增加的定值电阻阻值最大值为 Ω。
四、计算题(本题共3小题,19题6分, 20题8分, 21题10分, 共24分)
19.(2024九下·重庆市开学考)如图所示电路中,R1=6Ω,R2=10Ω,此时电流表示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流。
20.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示的是某品牌空气炸锅,其内部工作电路可简化为如图乙所示。其中发热电阻R1=50Ω,R2=20Ω。当开关S1闭合,单刀双掷开关S接b端时为高温挡;开关S1断开,开关S接a时为低温挡。求:
(1)低温挡正常工作时,流过电阻R2的电流。
(2)高温挡正常工作时,高温加热功率。
(3)若用此空气炸锅把质量为200g、初温为20℃的薯条,炸熟至170℃,熟薯条吸收的热量。[c薯条=3.63×103J/(kg ℃)]
21.(2024九下·重庆市开学考)小雷和小美一起设计了一台简易饮水机,其简化的电路图如图甲所示。它有“加热”和“保温”两挡,其中R1为发热电阻,R2为定值电阻,额定电压为220V,加热挡额定功率为605W。图乙是实验室电能表的示意图。已知饮水机在保温挡和加热挡工作时,发热电阻R1的电功率之比为1:121。不考虑温度对电阻的影响,求:
(1)电阻R1的阻值为多少Ω?
(2)该饮水机保温状态时的额定功率为多少W?
(3)在测试时将其他用电器都关闭,只将饮水机置于加热挡工作,发现电能表的转盘在6min内转了100转,则此时实验室电路的实际电压为多少V?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数;电流的大小;电压和电压的单位换算
【解析】【解答】A、一般家用冰箱冷冻室的温度可达-18℃,故A错误;
B、经验表明,对人体安全的电压不高于36V,故B正确;
C、一般家用电风扇的功率约为50W,故C错误;
D、一般家用空调额定电流约为5A,故D错误。
故选项为:B。
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.【答案】D
【知识点】熔化与熔化吸热特点;凝固与凝固放热特点;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化放热
【解析】【解答】A、雨是水蒸气变成液态的过程,是液化现象,故A不正确;
BD、雪、霜的形成是物质由气态直接变成固态的过程,是凝华现象,故B不正确,D正确;
C、露的形成是物质由气态变成液态的过程,是液化现象,故C不正确。
故选项为:D。
【分析】(1)物质由气态变为液态的过程叫液化,由液态变为气态的过程叫汽化;
(2)物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,物质由固态直接变为气态的过程叫升华;
(3)由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固。
3.【答案】C
【知识点】内能的概念;做功改变物体内能;热传递改变物体内能;比热容;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A、物体吸收热量的多少与物体的质量、比热容大小及升高的温度有关,由Q吸=cmΔt可知,比热容越大的物体,吸收的热量不一定越多,故A错误;
B、物质由液态变为气态的过程叫汽化,汽化是吸热过程;100℃的水变成100℃的水蒸气要吸收热量,故内能增大,故B错误;
C、改变物体内能的方法是做功和热传递;做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,故C正确;
D、分子永不信息地做无规则运动,一切物体在任何温度下都有内能;水凝固成冰以后,分子不会停止运动,内能不为0,故D错误。
故选项为:C。
【分析】(1)比热容越大的物体,吸收的热量不一定越多;
(2)汽化是吸热过程,内能增大;
(3)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;
(4)分子在0℃温度下不停地做无规则运动。
4.【答案】A
【知识点】测电笔的使用;安全用电原则
【解析】【解答】A、发现有人触电时,首先要切断电源,再采取救人措施,防止施救者也发生触电事故,故A正确;
B、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,否则可能发生触电事故,故B错误;
C、安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故不能在高压线下钓鱼,故C错误;
D、生活用水是导体,用湿手摸开关,容易发生触电事故,故D错误。
故选项为:A。
【分析】(1)发现有人触电,一定要及时切断电源;
(2)使用测电笔时,手必须碰到笔尾金属体;
(3)人要远离高压带电体;
(4)生活用水是导体。
5.【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】ABCD、根据题意可知,当开关S1闭合,指示灯亮,饮水机处于待机状态,磁控开关S2自动闭合,电动机开始工作;由此可知,电动机和指示灯工作时互不影响,是并联的,且开关S1位于干路,开关S2位于电动机支路,故ACD错误,B正确。
故选项为:B。
【分析】根据题意分析两个开关的连接方式、电动机和灯泡的连接方式,然后选出正确的电路图。
6.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;影响电阻大小的因素;实际功率
【解析】【解答】A、由图可知,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过电流表A1和灯泡L2,汇合到电流表A2再回到电源的负极,因此,两灯泡并联,故A错误。
B、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,由,可得两灯的电阻关系为R1>R2,两灯泡并联,其两端电压相等,且R1>R2,由,可知,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,则灯L2更亮,故B正确;
C、两灯灯丝的材料和长度均相同,L1的电阻大于L2的电阻,则根据影响电阻大小的因素可知L1灯丝较细,故C错误;
D、由图知,两节干电池串联,则电源电压为3V;如果两灯能正常发光,则A2的示数为0.2A+0.3A=0.5A;由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V,所以此时两灯泡都不能正常发光,则A2的示数应小于0.5A,故D错误。
故选项为:B。
【分析】(1)根据电流流向法,找出电流的路径,可判断电路的连接方式;
(2)根据公式变形可求得其电阻,假设灯泡的电阻不受温度影响,由可知其实际功率大小,灯泡的亮度取决于其实际功率大小;
(3)根据影响电阻大小的因素分析得到两灯灯丝的粗细关系;
(4)可根据电路为并联电路和已知电源电压,分析电泡是否正常发光,根据正常发光时的电流分析判断。
7.【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.开关都闭合,R2与电压表被短路,此时电压表无示数,L与R1并联,电流表测干路中的电流;断开S2、S3后,R1与R2串联,电压表测R2电压,此时电路总电阻变大,由可知电路中的电流变小,电流表的示数变小,电压表由无示数变为有示数,所以电压表的示数变大,故A错误;
B.开关都闭合时,R2与电压表被短路,移动滑片对电路无影响,电压表和电流表的示数都不变,故B错误;
C.只闭合S1,R1与R2串联,电压表测R2电压,电流表测串联电路电流,滑片右移时R2接入电路的阻值变大,根据可知,由于电压表与电流表的比值等于R2的阻值,则电压表示数和电流表示数比值变大,故C正确;
D.只闭合S1、S3,电路中只有R1,电流表测电路电流,电压表被短路示数为0,则无论怎样移动滑片,电压表与电流表的示数乘积都为0,故D错误。
故选项为:C。
【分析】根据开关的闭合情况分析电路的连接方式,然后根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中的电阻的变化,根据并联电路的特点、欧姆定律分析各个选项。
8.【答案】C
【知识点】电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】ABCD、由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数最大为UR=3V时,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:,因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,此时电路中的总电阻:,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总-R=15Ω-10Ω=5Ω,而滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时,电流表和电压表的示数都最小,所以滑动变阻器阻值变化范围5Ω~20Ω;电路消耗的最大功率:P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W,故BD错误;
定值电阻的功率:PR=URI=3V×0.3A=0.9W;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,则电路中的最小电流:,所以,电流表示数变化范围0.15A~0.3A;电压表的最小示数:PR'=(I小)2R=(0.15A)2×10Ω=0.225W,定值电阻R电功率的范围是0.225W~0.9W,故A错误,C正确。
故选项为:C。
【分析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出电路消耗的最大功率和定值电阻的电功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=UI计算计算定值电阻的电功率,然后得出答案。
9.【答案】安培;电压
【知识点】电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算
【解析】【解答】为了纪念法国物理学家安培,以他的名字命名了电流的单位;意大利物理学家伏特首先发明了伏打电堆,把他的名字作为了电压的单位。
【分析】安培的电流的单位,伏特为电压的单位。
10.【答案】4;0.7
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据图像,当电阻和灯泡串联时,电流为0.15A,电源电压为U=1V+3V=4V;当并联在2V电源上,电路的总功率为P=UI总=2V×(0.25A+0.1A)=0.7W。
【分析】串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据P=UI,计算电功率。
11.【答案】1.89×107;90
【知识点】比热容;热量的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】(1)已知消耗汽油的质量m=1.4kg,则汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.5×107J/kg×1.4kg=6.3×107J,由,可知汽车发动机做的有用功为:
W=Q放η=6.3×107J×30%=1.89×107J;
(2)由题可知水吸收的热量为:Q吸=W=1.89×107J,由Q吸=cmΔt,可知可加热水的质量为:。
【分析】(1)已知消耗汽油的质量和汽油的热值,根据Q放=qm可求出汽油完全燃烧放出的热量,再根据可求出汽车发动机做的有用功;
(2)由题可知水吸收的热量与汽车发动机做的有用功相同,根据Q吸=cmΔt求出可加热水的质量。
12.【答案】1000;1.08×107
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】(1)年用电量累计达到2000度,电费单价为0.5元/kW h,由于1度=1kW h,则小言家的年用电费用n=2000度×0.5元/kW h=1000元;
(2)由乙图可知,电费为1.5元,电费单价为0.5元/kW h,则电热水器消耗的电能。
【分析】(1)利用总价=单价×数量求得电费;
(2)根据电费和单价求出消耗的电能。
13.【答案】6;0.9
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R1的阻值为,当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,R1的阻值为,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式,解得,R1的阻值为R1=10Ω,电源电压U=6V。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R2的最大阻值为:,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,滑动变阻器消耗的电功率为:。
【分析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律得出R1的阻值表达式;当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律得出R1的阻值表达式,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式得出R1的阻值和电源电压;
(2)当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律得出R2的最大阻值,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,根据得出滑动变阻器消耗的电功率。
14.【答案】解:如下图所示:
【知识点】根据实物图画电路图
【解析】【解答】根据实物图可知,两灯泡并联,开关S2控制整个电路,开关S1控制L1所在的支路,如图所示:
【分析】根据各用电器的并联连接,画出对应的电路图。
15.【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)安装安全用电原则,上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示:
【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
16.【答案】(1)甲丙;加热时间
(2)a;2.1×103
(3)乙丙;燃烧时有热量损失
【知识点】燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)第1空,为了比较水和煤油的吸热本领的大小,应选用相同的燃料加热,目的是在相同的时间内使两种物质吸收的热量相同,所以他应选择甲、丙两套装置;
第2空,用相同的燃料加热,燃料在相同的时间内,放出的热量相等,也就是说液体在相等时间内吸收的热量相等,因此小明通过加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)第1空,水的比热容比煤油的大,根据Q吸=cmΔt可知,质量相等的水和煤油,吸收相同的热量(加热相同的时间),水升温慢,所以图中a为水的温度随时间变化的图像;
第2空,由图知道,水和煤油变化的温度均为30℃时,Q水吸=2Q油吸,即c水mΔt水=2c油mΔt油,因为Δt水=Δt油,所以;
(3)为比较不同燃料的热值,需要通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体;需要使相同质量的不同燃料完全燃烧,所以小明应选择乙、丙两套装置;
燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收,存在热量损失,所以小明认为该实验不能准确算出燃料的热值。
【分析】(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,需要使液体在相同的时间内吸收相同的热量;
相同的燃料,燃烧相同的时间,放出的热量相等,被液体吸收的热量也相等,即用加热时间的长短,来反映液体吸收热量的多少;
(2)水的比热容比煤油的大,根据Q吸=cmΔt可知,质量相等的水和煤油,吸收相同的热量(加热相同的时间),水升温慢,据此判断;水和煤油升高相同的温度,加热时间之比等于吸收的热量之比,根据Q吸=cmΔt结合图像,列方程计算即可;
(3)为比较不同燃料的热值,需要通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体;需要使相同质量的不同燃料完全燃烧,据此判断;燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收,有热量损失。
17.【答案】(1)电压表换接小量程
(2)1;滑动变阻器的阻值超过最大规格
(3)左;9.9
(4)减小实验误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关,电压表指针偏转幅度过小,由此可知电压表量程选择过大;
(2)第1空,第2空,由第一组数据可知,定值电阻的电压为1V,电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压为:UP=U-U1=6V-1V=5V;滑动变阻器此时接入电路中的电阻为:;此时滑动变阻器的阻值超过最大规格,所以是第1组数据错误;
(3)第1空,获得第2组实验数据后,要想得到第3组数据,由表格数据可知,电流表的示数由0.2A增大为0.3A,电流变大,电路中电阻变小,故滑片P应向左端移动;
第2空,第2组实验可得定值电阻的阻值为;第3组实验可得定值电阻的阻值为;
第4组实验可得定值电阻的阻值为;第5组实验可得定值电阻的阻值为;则定值电阻的阻值为;
(4) 实验中要移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端电压进行多次测量,以减少实验误差。
【分析】(1)闭合开关,电压表指针偏转幅度过小,由此可知电压表量程选择过大;
(2)当刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,由此计算出电路中的最小电流时滑动变阻器接入电路的电阻,再与滑动变阻的规格进行对比;
(3)根据串联分压可知,定值电阻两端电压增大,滑动变阻器两端电压减小,确定滑动变阻器滑片移动方向;求平均值,减小误差;
(4)测量实验多次测量的目的是减小误差。
18.【答案】(1)断开;电压表
(2)右;电流表的量程选择偏大
(3)0.4
(4)丁
(5)左;50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联,则连接电压表时,不需要拆开电路,所以可以最后接入。
(2)小华同学连好实物电路,为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器应处于阻值最大的最右端。闭合开关,发现电流表指针偏转很小,调节滑动变阻器,电压表偏转明显,电流表示数有变化,但偏转角度还是很小,说明电路中不存在故障问题,可能是因为电路中的电流较小,电流表的量程选择偏大。
(3)由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
(4)当电压不变时,电阻的电流与电阻成反比,电阻的I-R的图像是一条曲线,为图丁。
(5)实验过程中,控制定值电阻两端电压为2V,当用20Ω电阻替换下10Ω电阻时,闭合开关,因接入定值电阻的阻值变大,则由串联分压的规律可知电阻两端的电压变大,即电压表示数大于2V;该实验中需控制电阻两端的电压(即电压表的示数)不变,则需要将电阻两端的电压减小为2V,由串联电路的电压特点可知需要增大变阻器分得的电压,根据串联分压的规律,需要增大变阻器接入电路的电阻,则由图甲可知应该把滑动变阻器的滑片P向右移动,直到电压表的指针恢复到2V。%0D%0A实验中定值电阻与变阻器串联,变阻器的电压为UP=U-UR=6V-2V=4V,
当变阻器接入电路中电阻最大为100Ω时,定值电阻阻值最大,串联电路中电流相同,由欧姆定律得UR:UP=R:RP=2V:4V=1:2,则增加的定值电阻阻值最大值为。
【分析】(1)连接电路时,开关应处于断开状态;连接电压表时,不需要拆开电路;
(2)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器应处于阻值最大值处;根据电表的实验现象分析;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(4)电压不变,电流与电阻成反比,然后确定函数图象;
(5)根据串联电路电压的规律和分压原理分析解答;根据串分压的知识,当电阻值为100Ω时,由串联分压原理可得滑动变阻器的阻值。
19.【答案】(1)解: 由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表测R1电流,R1两端电压等于电源电压,
则电源电压U=I1R1=0.5A×6Ω=3V;
(2)解: 通过R2的电流:
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律的变形公式计算解答;
(2)根据欧姆定律计算解答。
20.【答案】(1)解: 低温挡正常工作时,开关S1断开,开关S接a,此时R1、R2串联后与电动机并联。
因并联电路两端电压相等,串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以低温挡正常工作时,通过电阻R2的电流:
(2)解: 高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,此时R1、R2、电动机并联,
R1和R2消耗的功率分别为: ,
则高温加热功率:P=P1+P2=968W+2420W=3388W
(3)解: 薯条质量m=200g=0.2kg,
薯条吸收的热量:Q吸=c薯条m(t-t0)=3.63×103J/(kg ℃)×0.2kg×(170℃-20℃)=1.089×105J
【知识点】热量的计算;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)由电路可知当两电阻串联时,电路总电阻最大,根据 可判断出此时电路总功率最小,为低温挡,根据电路里确定开关的闭合情况,利用欧姆定律计算电路中的电流;
(2)高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2、电动机并联,根据,分别求出R1、R2的功率,然后求出高温加热功率;
(3)根据Q吸=cm(t-t0)计算薯条吸收的热量。
21.【答案】(1)解: 由图甲可知,当S接1时电路为R1的简单电路,当S接2时R1和R2串联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,
所以,当S接1时,电路的总电阻最小,电源电压一定,此时电路的电流最大,由P=I2R可知,此时发热电阻R1的电功率最大,饮水机处于加热挡;
同理可知,当S接2时,饮水机处于保温挡;
当S接1时,电路为R1的简单电路,饮水机处于加热挡,
由 可得,R1的阻值:
(2)解: 当S接2时,R1和R2串联,饮水机处于保温挡,
由题意可知,此时发热电阻R1的电功率:
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可得,电路中的电流:
该饮水机保温状态时的额定功率:P保温=UI=220V×0.25A=55W;
(3)解: 因2000revs/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能时电能表转盘转过2000转,
所以,饮水机在加热挡工作6min消耗的电能:
由 可得,此时实验室电路的实际电压:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功计算公式的应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)由图甲可知,当S接1时电路为R1的简单电路,当S接2时R1和R2串联,根据电阻的串联比较两种情况下总电阻的关系,当电路的总电阻最小时电路中的电流最大,根据P=I2R可知发热电阻R1的电功率最大,饮水机处于加热挡,反之处于保温挡;当S接1时,电路为R1的简单电路,饮水机处于加热挡,根据,求出R1的阻值;
(2)当S接2时,R1和R2串联,饮水机处于保温挡,根据题意求出此时发热电阻R1的电功率,利用串联电路的电流特点和P=I2R求出电路中的电流,再利用P=UI计算保温功率;
(3)2000revs/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能时电能表转盘转过2000转,据此求出饮水机在加热挡工作6min消耗的电能,利用求出此时实验室电路的实际电压。
1 / 1重庆市巴渝学校 2023-2024 学年九年级(下)入学物理试卷
一、单项选择题 (本题共 8 个小题, 每小题只有一个选项最符合题意, 每小题 3 分, 共 24 分。)
1.(2024九下·重庆市开学考)下列物理量最接近实际的是( )
A.冰箱冷冻室的温度约为 18℃ B.人体的安全电压不高于 36V
C.家用电风扇的功率约为 500W D.家用空调额定电流约为 0.1A
【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数;电流的大小;电压和电压的单位换算
【解析】【解答】A、一般家用冰箱冷冻室的温度可达-18℃,故A错误;
B、经验表明,对人体安全的电压不高于36V,故B正确;
C、一般家用电风扇的功率约为50W,故C错误;
D、一般家用空调额定电流约为5A,故D错误。
故选项为:B。
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.(2024九下·重庆市开学考)中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A.“渭城朝雨浥轻尘”:雨的形成是汽化现象
B.“窗含西岭千秋雪”:雪的形成是液化现象
C.“露似珍珠月似钩”:露的形成是熔化现象
D.“霜叶红于二月花”:霜的形成是凝华现象
【答案】D
【知识点】熔化与熔化吸热特点;凝固与凝固放热特点;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化放热
【解析】【解答】A、雨是水蒸气变成液态的过程,是液化现象,故A不正确;
BD、雪、霜的形成是物质由气态直接变成固态的过程,是凝华现象,故B不正确,D正确;
C、露的形成是物质由气态变成液态的过程,是液化现象,故C不正确。
故选项为:D。
【分析】(1)物质由气态变为液态的过程叫液化,由液态变为气态的过程叫汽化;
(2)物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,物质由固态直接变为气态的过程叫升华;
(3)由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固。
3.(2024九下·重庆市开学考)下列说法正确的是( )
A.比热容越大的物体,吸收的热量越多
B.100℃的水变成 100℃的水蒸气,内能不变
C.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
D.水凝固成冰以后,水分子就停止了运动,所以内能为0
【答案】C
【知识点】内能的概念;做功改变物体内能;热传递改变物体内能;比热容;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A、物体吸收热量的多少与物体的质量、比热容大小及升高的温度有关,由Q吸=cmΔt可知,比热容越大的物体,吸收的热量不一定越多,故A错误;
B、物质由液态变为气态的过程叫汽化,汽化是吸热过程;100℃的水变成100℃的水蒸气要吸收热量,故内能增大,故B错误;
C、改变物体内能的方法是做功和热传递;做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,故C正确;
D、分子永不信息地做无规则运动,一切物体在任何温度下都有内能;水凝固成冰以后,分子不会停止运动,内能不为0,故D错误。
故选项为:C。
【分析】(1)比热容越大的物体,吸收的热量不一定越多;
(2)汽化是吸热过程,内能增大;
(3)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;
(4)分子在0℃温度下不停地做无规则运动。
4.(2024九下·重庆市开学考)下列做法符合安全用电原则的是( )
A.如图甲,有人触电时,首先应该切断电源
B.如图乙,使用测电笔时手应该接触笔尖金属体
C.如图丙,只要不触碰高压电线,在高压线下钓鱼没有危险
D.如图丁,开关的塑料外壳是不带电的,可以用湿手拨动开关
【答案】A
【知识点】测电笔的使用;安全用电原则
【解析】【解答】A、发现有人触电时,首先要切断电源,再采取救人措施,防止施救者也发生触电事故,故A正确;
B、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,否则可能发生触电事故,故B错误;
C、安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故不能在高压线下钓鱼,故C错误;
D、生活用水是导体,用湿手摸开关,容易发生触电事故,故D错误。
故选项为:A。
【分析】(1)发现有人触电,一定要及时切断电源;
(2)使用测电笔时,手必须碰到笔尾金属体;
(3)人要远离高压带电体;
(4)生活用水是导体。
5.(2024九下·重庆市开学考)如图是物理实验小组在科技节活动中展览的自动感应饮水机模型。当开关 S1闭合,指示灯亮,饮水机处于待机状态:当特制杯子放在饮水机上时,磁控开关S2自动闭合,电动机开始工作,从水桶中自动抽水进入杯子里。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】ABCD、根据题意可知,当开关S1闭合,指示灯亮,饮水机处于待机状态,磁控开关S2自动闭合,电动机开始工作;由此可知,电动机和指示灯工作时互不影响,是并联的,且开关S1位于干路,开关S2位于电动机支路,故ACD错误,B正确。
故选项为:B。
【分析】根据题意分析两个开关的连接方式、电动机和灯泡的连接方式,然后选出正确的电路图。
6.(2024九下·重庆市开学考)如图所示电路的两灯泡 L1和 L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是( )
A.两灯串联 B.灯 L2更亮
C.灯 L1的电阻丝更粗 D.电流表 A2的示数为 0.5A
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;影响电阻大小的因素;实际功率
【解析】【解答】A、由图可知,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过电流表A1和灯泡L2,汇合到电流表A2再回到电源的负极,因此,两灯泡并联,故A错误。
B、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,由,可得两灯的电阻关系为R1>R2,两灯泡并联,其两端电压相等,且R1>R2,由,可知,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,则灯L2更亮,故B正确;
C、两灯灯丝的材料和长度均相同,L1的电阻大于L2的电阻,则根据影响电阻大小的因素可知L1灯丝较细,故C错误;
D、由图知,两节干电池串联,则电源电压为3V;如果两灯能正常发光,则A2的示数为0.2A+0.3A=0.5A;由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V,所以此时两灯泡都不能正常发光,则A2的示数应小于0.5A,故D错误。
故选项为:B。
【分析】(1)根据电流流向法,找出电流的路径,可判断电路的连接方式;
(2)根据公式变形可求得其电阻,假设灯泡的电阻不受温度影响,由可知其实际功率大小,灯泡的亮度取决于其实际功率大小;
(3)根据影响电阻大小的因素分析得到两灯灯丝的粗细关系;
(4)可根据电路为并联电路和已知电源电压,分析电泡是否正常发光,根据正常发光时的电流分析判断。
7.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合,然后断开 S2、S3,电压表示数和电流表示数均变小
B.开关都闭合,滑片 P 向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变大
C.只闭合 S1,滑片 P 向右移动,电压表示数和电流表示数的比值变大
D.只闭合 S1、S3,滑片 P 向左移动,电压表示数和电流表示数的乘积变大
【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.开关都闭合,R2与电压表被短路,此时电压表无示数,L与R1并联,电流表测干路中的电流;断开S2、S3后,R1与R2串联,电压表测R2电压,此时电路总电阻变大,由可知电路中的电流变小,电流表的示数变小,电压表由无示数变为有示数,所以电压表的示数变大,故A错误;
B.开关都闭合时,R2与电压表被短路,移动滑片对电路无影响,电压表和电流表的示数都不变,故B错误;
C.只闭合S1,R1与R2串联,电压表测R2电压,电流表测串联电路电流,滑片右移时R2接入电路的阻值变大,根据可知,由于电压表与电流表的比值等于R2的阻值,则电压表示数和电流表示数比值变大,故C正确;
D.只闭合S1、S3,电路中只有R1,电流表测电路电流,电压表被短路示数为0,则无论怎样移动滑片,电压表与电流表的示数乘积都为0,故D错误。
故选项为:C。
【分析】根据开关的闭合情况分析电路的连接方式,然后根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中的电阻的变化,根据并联电路的特点、欧姆定律分析各个选项。
8.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,电源电压为 4.5V,定值电阻 R 的阻值为 10Ω,电压表接入 0~3V 量程,电流表接入 0~0.6A 量程,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,闭合开关,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围为 0.3~0.6A
B.滑动变阻器阻值变化范围为 0~20Ω
C.定值电阻R电功率的范围是 0.225W~0.9W
D.该电路总功率最大值为 2.7W
【答案】C
【知识点】电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】ABCD、由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数最大为UR=3V时,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:,因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,此时电路中的总电阻:,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总-R=15Ω-10Ω=5Ω,而滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时,电流表和电压表的示数都最小,所以滑动变阻器阻值变化范围5Ω~20Ω;电路消耗的最大功率:P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W,故BD错误;
定值电阻的功率:PR=URI=3V×0.3A=0.9W;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,则电路中的最小电流:,所以,电流表示数变化范围0.15A~0.3A;电压表的最小示数:PR'=(I小)2R=(0.15A)2×10Ω=0.225W,定值电阻R电功率的范围是0.225W~0.9W,故A错误,C正确。
故选项为:C。
【分析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出电路消耗的最大功率和定值电阻的电功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=UI计算计算定值电阻的电功率,然后得出答案。
二、填空、作图题(本题共7个小题, 每空1分,其作图2分, 共12分)
9.(2023九上·重庆市月考)法国物理学家 被誉为“电学中的牛顿”,用他的名字命名了电流强度的单位。意大利物理学家伏特首先发明了伏打电堆,是最早出现的化学电池,为了纪念他的贡献把他的名字作为了 的单位。
【答案】安培;电压
【知识点】电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算
【解析】【解答】为了纪念法国物理学家安培,以他的名字命名了电流的单位;意大利物理学家伏特首先发明了伏打电堆,把他的名字作为了电压的单位。
【分析】安培的电流的单位,伏特为电压的单位。
10.(2023九上·重庆市月考)如图所示是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像,若将它们串联在电路中,电路中的电流为0.15A,则电源电压为 V,若将它们并联在电压为2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
【答案】4;0.7
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据图像,当电阻和灯泡串联时,电流为0.15A,电源电压为U=1V+3V=4V;当并联在2V电源上,电路的总功率为P=UI总=2V×(0.25A+0.1A)=0.7W。
【分析】串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据P=UI,计算电功率。
11.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以 72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 8km 时,消耗汽油 1.4kg。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为 30%,那么,在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是 J,若转化为有用功的热量全部被水吸收,可以使 kg 的水升高 50℃。[已知汽油的热值是 4.5×107J/kg,水的比热容是 4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】1.89×107;90
【知识点】比热容;热量的计算;有用功和额外功
【解析】【解答】(1)已知消耗汽油的质量m=1.4kg,则汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.5×107J/kg×1.4kg=6.3×107J,由,可知汽车发动机做的有用功为:
W=Q放η=6.3×107J×30%=1.89×107J;
(2)由题可知水吸收的热量为:Q吸=W=1.89×107J,由Q吸=cmΔt,可知可加热水的质量为:。
【分析】(1)已知消耗汽油的质量和汽油的热值,根据Q放=qm可求出汽油完全燃烧放出的热量,再根据可求出汽车发动机做的有用功;
(2)由题可知水吸收的热量与汽车发动机做的有用功相同,根据Q吸=cmΔt求出可加热水的质量。
12.(2024九下·重庆市开学考)节约用电,人人有责。如图甲是重庆市阶梯式电价收费政策,小言家年用电量累计达到 2000 度,则小言家的年用电费用为 元;小静将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作,屏幕显示如图乙所示,若电费单价为 0.5 元/kW h,则电热水器消耗的电能为 J。
【答案】1000;1.08×107
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】(1)年用电量累计达到2000度,电费单价为0.5元/kW h,由于1度=1kW h,则小言家的年用电费用n=2000度×0.5元/kW h=1000元;
(2)由乙图可知,电费为1.5元,电费单价为0.5元/kW h,则电热水器消耗的电能。
【分析】(1)利用总价=单价×数量求得电费;
(2)根据电费和单价求出消耗的电能。
13.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示。则电源电压U= V,滑片P滑到ab中点时,变阻器消耗的电功率P2= W。
【答案】6;0.9
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R1的阻值为,当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,R1的阻值为,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式,解得,R1的阻值为R1=10Ω,电源电压U=6V。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R2的最大阻值为:,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,滑动变阻器消耗的电功率为:。
【分析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律得出R1的阻值表达式;当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律得出R1的阻值表达式,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式得出R1的阻值和电源电压;
(2)当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律得出R2的最大阻值,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,根据得出滑动变阻器消耗的电功率。
14.(2022九上·汉寿期中)根据如图所示的实物连接图,在虚线框中画出相应的电路图。
【答案】解:如下图所示:
【知识点】根据实物图画电路图
【解析】【解答】根据实物图可知,两灯泡并联,开关S2控制整个电路,开关S1控制L1所在的支路,如图所示:
【分析】根据各用电器的并联连接,画出对应的电路图。
15.(2024九下·重庆市开学考)请在图中连接家庭电路,要求开关控制螺口灯泡,三孔插座直接接入电路。
【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)安装安全用电原则,上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示:
【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
三、实验题(本题共3小题,16题6分,17题6分,18题8分,共20分)
16.(2024九下·重庆市开学考)如图所示,小语利用甲、乙、丙三套完全相同的装置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小, 他应选择 两套装置。小明通过 (选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,则 (选填“a” 或“b”)为水的温度随时间变化的图像,若不计实验过程中的热量损失,则煤油的比热容为 J/(kg ℃)。[水的比热容为 4.2×103J/(kg ℃)]
(3)为比较不同燃料的热值,小明应选择 两套装置;小明认为该实验不能准确算出燃料的热值,原因是: 。
【答案】(1)甲丙;加热时间
(2)a;2.1×103
(3)乙丙;燃烧时有热量损失
【知识点】燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)第1空,为了比较水和煤油的吸热本领的大小,应选用相同的燃料加热,目的是在相同的时间内使两种物质吸收的热量相同,所以他应选择甲、丙两套装置;
第2空,用相同的燃料加热,燃料在相同的时间内,放出的热量相等,也就是说液体在相等时间内吸收的热量相等,因此小明通过加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)第1空,水的比热容比煤油的大,根据Q吸=cmΔt可知,质量相等的水和煤油,吸收相同的热量(加热相同的时间),水升温慢,所以图中a为水的温度随时间变化的图像;
第2空,由图知道,水和煤油变化的温度均为30℃时,Q水吸=2Q油吸,即c水mΔt水=2c油mΔt油,因为Δt水=Δt油,所以;
(3)为比较不同燃料的热值,需要通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体;需要使相同质量的不同燃料完全燃烧,所以小明应选择乙、丙两套装置;
燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收,存在热量损失,所以小明认为该实验不能准确算出燃料的热值。
【分析】(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,需要使液体在相同的时间内吸收相同的热量;
相同的燃料,燃烧相同的时间,放出的热量相等,被液体吸收的热量也相等,即用加热时间的长短,来反映液体吸收热量的多少;
(2)水的比热容比煤油的大,根据Q吸=cmΔt可知,质量相等的水和煤油,吸收相同的热量(加热相同的时间),水升温慢,据此判断;水和煤油升高相同的温度,加热时间之比等于吸收的热量之比,根据Q吸=cmΔt结合图像,列方程计算即可;
(3)为比较不同燃料的热值,需要通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体;需要使相同质量的不同燃料完全燃烧,据此判断;燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收,有热量损失。
17.(2024九下·重庆市开学考)小睿做测量定值电阻的实验,电路如图甲所示,电源电压为 6V,滑动变阻器标有 “30Ω1A”字样,电流表接入量程为 0~0.6A。
(1)闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 ;
(2)小华将多次数据记录在表一中,有一组数据是拼凑的,它是第 组,你判断的依据是 ;
表一
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.52
(3)表一中获取第 2 组数据后,想要得到第 3 组数据,应该将变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。实验中定值电阻的阻值是 Ω;(保留一位小数)
(4)实验中要移动滑动变阻器的滑片多次测量,其目的是 。
【答案】(1)电压表换接小量程
(2)1;滑动变阻器的阻值超过最大规格
(3)左;9.9
(4)减小实验误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关,电压表指针偏转幅度过小,由此可知电压表量程选择过大;
(2)第1空,第2空,由第一组数据可知,定值电阻的电压为1V,电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压为:UP=U-U1=6V-1V=5V;滑动变阻器此时接入电路中的电阻为:;此时滑动变阻器的阻值超过最大规格,所以是第1组数据错误;
(3)第1空,获得第2组实验数据后,要想得到第3组数据,由表格数据可知,电流表的示数由0.2A增大为0.3A,电流变大,电路中电阻变小,故滑片P应向左端移动;
第2空,第2组实验可得定值电阻的阻值为;第3组实验可得定值电阻的阻值为;
第4组实验可得定值电阻的阻值为;第5组实验可得定值电阻的阻值为;则定值电阻的阻值为;
(4) 实验中要移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端电压进行多次测量,以减少实验误差。
【分析】(1)闭合开关,电压表指针偏转幅度过小,由此可知电压表量程选择过大;
(2)当刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,由此计算出电路中的最小电流时滑动变阻器接入电路的电阻,再与滑动变阻的规格进行对比;
(3)根据串联分压可知,定值电阻两端电压增大,滑动变阻器两端电压减小,确定滑动变阻器滑片移动方向;求平均值,减小误差;
(4)测量实验多次测量的目的是减小误差。
18.(2024九下·重庆市开学考)某学习小组探究“电流的大小与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为 , 滑动变阻器规格为 “ ”。
(1)连接电路时, 开关应处于 状态, 连接 (选填 “电流表” 或“电压表”)时,不需要拆开电路,所以可以最后接入;
(2)小帆同学连好实物电路,闭合开关前滑动变阻器应处于最 (选填“左”或 “右”)端;闭合开关,发现电流表指针偏转很小,调节滑动变阻器,电压表偏转明显,电流表示数有变化,但偏转角度还是很小,则可能出现的问题是 ;
(3)小芸同学帮助他们把电路连接正确后,闭合开关 S,滑片 P 滑动到某一位置时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A;
(4)他们根据实验数据绘制了图像,丙、丁两图中能正确表示电流与电阻关系的图像是 ;
(5)实验过程中,控制定值电阻两端电压为2V,三个定值电阻分别为10Ω、20Ω、30Ω,当用20Ω电阻替换下10Ω电阻时,应该把滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,才能使电压表的指针恢复到2V;在这个实验中,小华同学觉得还可以增加一个定值电阻多做一次实验便于作图,那么增加的定值电阻阻值最大值为 Ω。
【答案】(1)断开;电压表
(2)右;电流表的量程选择偏大
(3)0.4
(4)丁
(5)左;50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。电流表使用时串联在电路中,电压表使用时与用电器并联,则连接电压表时,不需要拆开电路,所以可以最后接入。
(2)小华同学连好实物电路,为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器应处于阻值最大的最右端。闭合开关,发现电流表指针偏转很小,调节滑动变阻器,电压表偏转明显,电流表示数有变化,但偏转角度还是很小,说明电路中不存在故障问题,可能是因为电路中的电流较小,电流表的量程选择偏大。
(3)由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
(4)当电压不变时,电阻的电流与电阻成反比,电阻的I-R的图像是一条曲线,为图丁。
(5)实验过程中,控制定值电阻两端电压为2V,当用20Ω电阻替换下10Ω电阻时,闭合开关,因接入定值电阻的阻值变大,则由串联分压的规律可知电阻两端的电压变大,即电压表示数大于2V;该实验中需控制电阻两端的电压(即电压表的示数)不变,则需要将电阻两端的电压减小为2V,由串联电路的电压特点可知需要增大变阻器分得的电压,根据串联分压的规律,需要增大变阻器接入电路的电阻,则由图甲可知应该把滑动变阻器的滑片P向右移动,直到电压表的指针恢复到2V。%0D%0A实验中定值电阻与变阻器串联,变阻器的电压为UP=U-UR=6V-2V=4V,
当变阻器接入电路中电阻最大为100Ω时,定值电阻阻值最大,串联电路中电流相同,由欧姆定律得UR:UP=R:RP=2V:4V=1:2,则增加的定值电阻阻值最大值为。
【分析】(1)连接电路时,开关应处于断开状态;连接电压表时,不需要拆开电路;
(2)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器应处于阻值最大值处;根据电表的实验现象分析;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(4)电压不变,电流与电阻成反比,然后确定函数图象;
(5)根据串联电路电压的规律和分压原理分析解答;根据串分压的知识,当电阻值为100Ω时,由串联分压原理可得滑动变阻器的阻值。
四、计算题(本题共3小题,19题6分, 20题8分, 21题10分, 共24分)
19.(2024九下·重庆市开学考)如图所示电路中,R1=6Ω,R2=10Ω,此时电流表示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流。
【答案】(1)解: 由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表测R1电流,R1两端电压等于电源电压,
则电源电压U=I1R1=0.5A×6Ω=3V;
(2)解: 通过R2的电流:
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律的变形公式计算解答;
(2)根据欧姆定律计算解答。
20.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示的是某品牌空气炸锅,其内部工作电路可简化为如图乙所示。其中发热电阻R1=50Ω,R2=20Ω。当开关S1闭合,单刀双掷开关S接b端时为高温挡;开关S1断开,开关S接a时为低温挡。求:
(1)低温挡正常工作时,流过电阻R2的电流。
(2)高温挡正常工作时,高温加热功率。
(3)若用此空气炸锅把质量为200g、初温为20℃的薯条,炸熟至170℃,熟薯条吸收的热量。[c薯条=3.63×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)解: 低温挡正常工作时,开关S1断开,开关S接a,此时R1、R2串联后与电动机并联。
因并联电路两端电压相等,串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以低温挡正常工作时,通过电阻R2的电流:
(2)解: 高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,此时R1、R2、电动机并联,
R1和R2消耗的功率分别为: ,
则高温加热功率:P=P1+P2=968W+2420W=3388W
(3)解: 薯条质量m=200g=0.2kg,
薯条吸收的热量:Q吸=c薯条m(t-t0)=3.63×103J/(kg ℃)×0.2kg×(170℃-20℃)=1.089×105J
【知识点】热量的计算;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)由电路可知当两电阻串联时,电路总电阻最大,根据 可判断出此时电路总功率最小,为低温挡,根据电路里确定开关的闭合情况,利用欧姆定律计算电路中的电流;
(2)高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2、电动机并联,根据,分别求出R1、R2的功率,然后求出高温加热功率;
(3)根据Q吸=cm(t-t0)计算薯条吸收的热量。
21.(2024九下·重庆市开学考)小雷和小美一起设计了一台简易饮水机,其简化的电路图如图甲所示。它有“加热”和“保温”两挡,其中R1为发热电阻,R2为定值电阻,额定电压为220V,加热挡额定功率为605W。图乙是实验室电能表的示意图。已知饮水机在保温挡和加热挡工作时,发热电阻R1的电功率之比为1:121。不考虑温度对电阻的影响,求:
(1)电阻R1的阻值为多少Ω?
(2)该饮水机保温状态时的额定功率为多少W?
(3)在测试时将其他用电器都关闭,只将饮水机置于加热挡工作,发现电能表的转盘在6min内转了100转,则此时实验室电路的实际电压为多少V?
【答案】(1)解: 由图甲可知,当S接1时电路为R1的简单电路,当S接2时R1和R2串联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,
所以,当S接1时,电路的总电阻最小,电源电压一定,此时电路的电流最大,由P=I2R可知,此时发热电阻R1的电功率最大,饮水机处于加热挡;
同理可知,当S接2时,饮水机处于保温挡;
当S接1时,电路为R1的简单电路,饮水机处于加热挡,
由 可得,R1的阻值:
(2)解: 当S接2时,R1和R2串联,饮水机处于保温挡,
由题意可知,此时发热电阻R1的电功率:
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可得,电路中的电流:
该饮水机保温状态时的额定功率:P保温=UI=220V×0.25A=55W;
(3)解: 因2000revs/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能时电能表转盘转过2000转,
所以,饮水机在加热挡工作6min消耗的电能:
由 可得,此时实验室电路的实际电压:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;电功计算公式的应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)由图甲可知,当S接1时电路为R1的简单电路,当S接2时R1和R2串联,根据电阻的串联比较两种情况下总电阻的关系,当电路的总电阻最小时电路中的电流最大,根据P=I2R可知发热电阻R1的电功率最大,饮水机处于加热挡,反之处于保温挡;当S接1时,电路为R1的简单电路,饮水机处于加热挡,根据,求出R1的阻值;
(2)当S接2时,R1和R2串联,饮水机处于保温挡,根据题意求出此时发热电阻R1的电功率,利用串联电路的电流特点和P=I2R求出电路中的电流,再利用P=UI计算保温功率;
(3)2000revs/(kW h)表示电路每消耗1kW h的电能时电能表转盘转过2000转,据此求出饮水机在加热挡工作6min消耗的电能,利用求出此时实验室电路的实际电压。
1 / 1